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基于DIgSILENT的微网建模及其谐波与间谐波分析方法研究

杜旭浩  
【摘要】:微网是由额定功率为几十千瓦的分布式电源(DG)、储能装置、负荷以及控制装置组成的一个可控系统。随着微网研究的深入和应用范围的扩大,微网带来的电能质量问题也越来越受到人们的关注,而衡量电能质量的主要指标之一为谐波。因此要实现谐波的治理,就必须对谐波进行准确的检测和分析。 微网内存在许多电力电子设备和非线性负荷,导致其谐波和间谐波污染。传统的FFT算法只能分解出整数次谐波,而微网中间谐波的存在及基波频率变动,使得传统的FFT算法很难实现同步采样,从而导致频谱泄漏和栅栏效应。针对这一状况,本文提出了一种基于三次样条插值波形重构的微网谐波及间谐波分析算法,通过波形重构以应对微网基波频率的变动,谐波和间谐波的分步计算以减轻谐波对间谐波的干扰,提高间谐波分析精度。 本文以DIgSILENT/Power Factory软件为仿真平台,对微网中主要的DG进行了建模,包括风力发电系统、光伏发电系统及蓄电池储能系统,并搭建了适合于谐波分析的配网和微网模型,为微网谐波分析奠定了仿真基础。 为验证本文三次样条插值波形重构算法的有效性,运用该算法对不同分布式电源、不同运行模式(并网和孤岛)下的仿真电流信号进行分析,并与传统加窗双谱线插值算法和Newton插值重构算法进行比较。通过分析比较结果可知,改进的三次样条插值波形重构算法较加Hanning窗双谱线插值算法分析精度要好,间谐波分析精度有较大提高;较Newton插值重构算法精度更高,重构算法实现更为简便。本文方法计算耗时较加窗双谱线插值算法在一定程度上增大,但考虑到计算精度的大大提高,利大于弊,具有较好的应用前景。


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